KR102338897B1 - Stacked image sensor including color separation element and image pickup apparatus including the stacked image sensor - Google Patents

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Abstract

입사광의 입사각 변화에 따른 색분리 효율의 변화가 억제된 색분리 소자를 포함하는 적층형 이미지 센서 및 상기 이미지 센서를 포함하는 촬상 장치가 개시된다. 개시된 적층형 이미지 센서는 적층 구조로 배치된 제 1 광센싱층과 제 2 광센싱층, 및 제 1 광센싱층과 제 2 광센싱층 사이에 배치된 색분리 소자를 포함할 수 있다. 개시된 적층형 이미지 센서에 따르면, 제 2 광센싱층의 법선 방향으로 보았을 때, 색분리 소자는 제 2 광센싱층의 표면에 평행한 적어도 4개의 방향에 대해 대칭성을 갖도록 구성될 수 있다.Disclosed are a stacked image sensor including a color separation element in which a change in color separation efficiency according to a change in an incident angle of incident light is suppressed, and an imaging device including the image sensor. The disclosed multilayer image sensor may include a first light sensing layer and a second light sensing layer disposed in a stacked structure, and a color separation element disposed between the first light sensing layer and the second light sensing layer. According to the disclosed multilayer image sensor, when viewed in the normal direction of the second light sensing layer, the color separation element may be configured to have symmetry with respect to at least four directions parallel to the surface of the second light sensing layer.

Description

색분리 소자를 포함하는 적층형 이미지 센서 및 상기 이미지 센서를 포함하는 촬상 장치 {Stacked image sensor including color separation element and image pickup apparatus including the stacked image sensor}Stacked image sensor including color separation element and image pickup apparatus including the stacked image sensor

개시된 실시예들은 적층형 이미지 센서 및 상기 이미지 센서를 포함하는 촬상 장치에 관한 것으로, 입사광의 입사각 변화에 따른 색분리 효율의 변화가 억제된 색분리 소자를 포함하는 적층형 이미지 센서 및 상기 이미지 센서를 포함하는 촬상 장치에 관한 것이다.The disclosed embodiments relate to a stacked image sensor and an imaging device including the image sensor, comprising: a stacked image sensor including a color separation element in which a change in color separation efficiency according to a change in an incident angle of incident light is suppressed; and the image sensor It relates to an imaging device.

컬러 디스플레이 장치나 컬러 이미지 센서는 통상적으로 컬러 필터를 이용하여 다양한 색의 영상을 표시하거나 또는 입사광의 색을 감지하고 있다. 현재 사용되는 컬러 디스플레이 장치나 컬러 이미지 센서는, 예를 들어, 4개의 화소 중에서 2개의 화소에는 녹색 필터가 배치되고, 나머지 2개의 화소에는 청색 필터와 적색 필터가 배치되는 RGB 컬러 필터 방식을 가장 많이 채택하고 있다. 또한, RGB 컬러 필터 방식 외에도, 보색 관계에 있는 사이안, 옐로우, 그린, 마젠타의 컬러 필터가 4개의 화소에 각각 배치되는 CYGM 컬러 필터 방식이 채택되기도 한다.A color display device or a color image sensor typically displays images of various colors or detects the color of incident light by using a color filter. A currently used color display device or color image sensor uses, for example, an RGB color filter method in which a green filter is disposed in two pixels among four pixels and a blue filter and a red filter are disposed in the remaining two pixels. are being adopted In addition to the RGB color filter method, the CYGM color filter method in which the color filters of cyan, yellow, green, and magenta, which have a complementary color relationship, are respectively arranged in four pixels, may be adopted.

그런데, 컬러 필터는 해당 색의 빛을 제외한 나머지 색의 빛을 흡수하기 때문에 광 이용 효율이 저하될 수 있다. 예를 들어, RGB 컬러 필터를 사용하는 경우, 입사광의 1/3만을 투과시키고 나머지 2/3는 흡수하여 버리게 되므로 광 이용 효율이 약 33% 정도에 불과하다. 따라서, 컬러 디스플레이 장치나 컬러 이미지 센서의 경우, 대부분의 광 손실이 컬러 필터에서 발생하게 된다.However, since the color filter absorbs light of a color other than the light of the corresponding color, light use efficiency may be reduced. For example, when an RGB color filter is used, since only 1/3 of incident light is transmitted and the remaining 2/3 is absorbed, the light utilization efficiency is only about 33%. Accordingly, in the case of a color display device or a color image sensor, most of the light loss occurs in the color filter.

최근에는 컬러 디스플레이 장치나 컬러 이미지 센서의 광 이용 효율을 향상시키기 위하여, 컬러 필터 대신에 색분리 소자를 이용하는 시도가 이루어지고 있다. 색분리 소자는 파장에 따라 다른 빛의 회절 또는 굴절 특성을 이용하여 입사광의 색을 분리하고, 색분리 소자에 의해 분리된 색들은 각각의 대응하는 화소에 전달될 수 있다. 따라서, 색분리 소자를 사용하면 컬러 필터를 사용하는 경우보다 높은 광 이용 효율을 달성할 수 있다. 그런데, 일반적인 색분리 소자는 빛의 입사각 변화에 따라 색분리 효율이 변화하기 때문에, 이미지 센서의 다수의 화소들마다 색분리 효율이 달라져서 화소들마다 감도가 달라질 수도 있다.Recently, in order to improve the light use efficiency of a color display device or a color image sensor, an attempt has been made to use a color separation element instead of a color filter. The color separation element separates the color of the incident light by using diffraction or refraction characteristics of light different according to wavelength, and the colors separated by the color separation element may be transmitted to each corresponding pixel. Therefore, when the color separation element is used, higher light utilization efficiency can be achieved than when a color filter is used. However, since the color separation efficiency of a general color separation device varies according to a change in the incident angle of light, the color separation efficiency is different for each pixel of the image sensor, and thus the sensitivity may vary for each pixel.

입사광의 입사각 변화에 따른 색분리 소자의 색분리 효율의 변화을 억제하여 다수의 화소들이 균일한 감도를 갖는 적층형 이미지 센서를 제공한다. 또한, 상기 이미지 센서를 포함하는 촬상 장치를 제공한다.Provided is a multilayer image sensor in which a plurality of pixels have uniform sensitivity by suppressing a change in color separation efficiency of a color separation device according to a change in an incident angle of incident light. In addition, there is provided an imaging device including the image sensor.

일 실시예에 따른 이미지 센서는, 제 1 파장 대역의 빛을 흡수하여 감지하고 나머지 파장 대역의 빛을 투과시키는 다수의 제 1 화소들을 구비하는 제 1 광센싱층; 상기 제 1 광센싱층과 대향하여 배치된 것으로, 제 2 파장 대역의 빛을 감지하는 다수의 제 2 화소와 제 3 파장 대역의 빛을 감지하는 다수의 제 3 화소들을 구비하는 제 2 광센싱층; 및 상기 제 1 광센싱층과 제 2 광센싱층 사이에 배치된 것으로, 상기 제 1 광센싱층을 투과한 빛 중에서 제 2 파장 대역의 빛을 상기 제 2 화소로 진행시키고 제 3 파장 대역의 빛을 상기 제 3 화소로 진행시키도록 구성된 다수의 색분리 소자;를을 포함할 수 있다. 여기서, 각각의 상기 색분리 소자는, 상기 제 2 광센싱층의 법선 방향으로 보았을 때, 상기 제 2 광센싱층의 표면에 평행한 적어도 4개의 방향에 대해 대칭성을 갖도록 구성될 수 있다.An image sensor according to an embodiment includes: a first light sensing layer including a plurality of first pixels that absorb and sense light of a first wavelength band and transmit light of the remaining wavelength band; A second light sensing layer disposed to face the first light sensing layer and including a plurality of second pixels sensing light of a second wavelength band and a plurality of third pixels sensing light of a third wavelength band ; and disposed between the first light sensing layer and the second light sensing layer, the light of a second wavelength band from among the light passing through the first light sensing layer travels to the second pixel and light of a third wavelength band and a plurality of color separation elements configured to advance to the third pixel. Here, each of the color separation elements may be configured to have symmetry with respect to at least four directions parallel to the surface of the second light sensing layer when viewed in a direction normal to the second light sensing layer.

상기 제 1 광센싱층의 다수의 제 1 화소들은 2차원 어레이의 형태로 배열될 수 있으며, 상기 제 2 광센싱층의 다수의 제 2 및 제 3 화소들은 2차원 어레이의 형태로 서로 번갈아 배치될 수 있다.The plurality of first pixels of the first light sensing layer may be arranged in the form of a two-dimensional array, and the plurality of second and third pixels of the second light sensing layer may be alternately arranged in the form of a two-dimensional array. can

일 실시예에서, 상기 다수의 제 1 내지 제 3 화소들은 서로 동일한 크기를 가지며, 상기 제 1 화소들의 경계면과 상기 제 2 및 제 2 화소들의 경계면이 서로 일치하도록 상기 제 1 광센싱층과 제 2 광센싱칭이 정합하여 배치될 수 있다.In an embodiment, the plurality of first to third pixels have the same size, and the first light sensing layer and the second pixel have the same size, and the boundary surface of the first pixels and the boundary surface of the second and second pixels coincide with each other. Light sensing may be arranged to match.

다른 실시예에서, 상기 제 1 광센싱층의 제 1 화소들이 상기 제 2 광센싱층의 제 2 화소의 일부와 제 3 화소의 일부에 중첩하여 위치하도록, 상기 제 1 광센싱층과 제 2 광센싱층이 서로에 대해 상대적으로 시프트될 수 있다.In another embodiment, the first light-sensing layer and the second light so that the first pixels of the first light-sensing layer overlap a portion of the second pixel and a portion of the third pixel of the second light-sensing layer The sensing layers may be shifted relative to each other.

상기 제 2 광센싱층은, 제 2 화소와 제 3 화소의 순서로 다수의 제 2 화소와 제 3 화소들이 제 1 방향으로 번갈아 배열되어 있는 제 1 화소행, 및 제 3 화소와 제 2 화소의 순서로 다수의 제 3 화소와 제 2 화소들이 제 1 방향으로 번갈아 배열되어 있는 제 2 화소행을 포함할 수 있으며, 다수의 제 1 화소행과 제 2 화소행들이 제 1 방향에 수직한 제 2 방향으로 번갈아 배열될 수 있다.The second light sensing layer includes a first pixel row in which a plurality of second pixels and third pixels are alternately arranged in a first direction in the order of a second pixel and a third pixel, and a third pixel and a second pixel The second pixel row may include a second pixel row in which a plurality of third pixels and a plurality of second pixels are alternately arranged in a first direction, wherein the plurality of first pixel rows and the second pixel rows are arranged in a second direction perpendicular to the first direction. direction may be alternately arranged.

각각의 색분리 소자는 상기 제 2 화소와 대향하도록 상기 제 2 화소 위로 배치되어 있으며, 제 2 파장 대역의 빛을 상기 색분리 소자의 바로 아래로 진행시키고 제 3 파장 대역의 빛을 상기 색분리 소자의 양측면으로 진행시키도록 구성될 수 있다.Each color separation element is disposed above the second pixel to face the second pixel, and transmits light of a second wavelength band directly below the color separation element and transmits light of a third wavelength band to the color separation element It can be configured to advance to both sides of the.

예를 들어, 각각의 색분리 소자는 상기 제 2 광센싱층의 가로축 방향, 세로축 방향, 제 1 대각선 방향, 및 상기 제 1 대각선 방향에 교차하는 제 2 대각선 방향에 대해 대칭성을 갖도록 구성될 수 있다.For example, each color separation element may be configured to have symmetry with respect to a horizontal axis direction, a vertical axis direction, a first diagonal direction, and a second diagonal direction intersecting the first diagonal direction of the second light sensing layer. .

예를 들어, 각각의 색분리 소자는 제 1 대각선 방향으로 연장된 제 1 아암 및 제 2 대각선 방향으로 연장된 제 2 아암을 포함할 수 있다.For example, each color separation element may include a first arm extending in a first diagonal direction and a second arm extending in a second diagonal direction.

또한, 각각의 색분리 소자는 상기 제 3 화소와 대향하도록 상기 제 3 화소 위로 배치되어 있으며, 제 3 파장 대역의 빛을 상기 색분리 소자의 바로 아래로 진행시키고 제 2 파장 대역의 빛을 상기 색분리 소자의 양측면으로 진행시키도록 구성될 수도 있다.In addition, each color separation element is disposed above the third pixel to face the third pixel, and transmits light of a third wavelength band directly below the color separation element and transmits light of a second wavelength band to the color. It may be configured to advance to both sides of the separation element.

예를 들어, 각각의 색분리 소자는 정사각통, 원통, 원기둥, 육각통, 또는 육각기둥의 형태를 갖도록 구성될 수 있다.For example, each color separation element may be configured to have the shape of a square cylinder, a cylinder, a cylinder, a hexagonal cylinder, or a hexagonal pillar.

각각의 색분리 소자는 상기 제 2 화소와 제 3 화소 사이의 경계면에 대향하여 배치될 수 있으며, 제 2 파장 대역의 빛을 상기 색분리 소자의 제 1 측면으로 진행시키고 제 3 파장 대역의 빛을 상기 색분리 소자의 제 1 측면과 반대인 제 2 측면으로 진행시키도록 구성될 수 있다.Each of the color separation elements may be disposed to face the interface between the second pixel and the third pixel, and propagate light of a second wavelength band to the first side of the color separation element and transmit light of a third wavelength band to the first side of the color separation element. It may be configured to advance to a second side opposite to the first side of the color separation element.

상기 이미지 센서는 상기 제 2 화소 위에 배치되어 제 2 파장 대역의 빛만을 투과시키는 제 2 컬러 필터 및 상기 제 3 화소 위에 배치되어 제 3 파장 대역의 빛만을 투과시키는 제 3 컬러 필터를 구비하는 컬러 필터층을 더 포함할 수 있다.The image sensor is a color filter layer including a second color filter disposed on the second pixel to transmit only light of a second wavelength band and a third color filter disposed on the third pixel to transmit only light of a third wavelength band may further include.

상기 이미지 센서는 상기 제 1 광센싱층과 제 2 광센싱층 사이에 배치된 투명 유전체층을 더 포함할 수 있으며, 상기 색분리 소자는 상기 투명 유전체층 내에 매립되어 고정될 수 있다.The image sensor may further include a transparent dielectric layer disposed between the first light sensing layer and the second light sensing layer, and the color separation element may be embedded and fixed in the transparent dielectric layer.

상기 색분리 소자는 상기 투명 유전체층의 굴절률보다 높은 굴절률을 갖는 재료로 이루어질 수 있다.The color separation element may be made of a material having a refractive index higher than that of the transparent dielectric layer.

또한, 다른 실시예에 따르면, 상술한 구조를 갖는 이미지 센서를 포함하는 촬상 장치가 제공될 수 있다.Further, according to another embodiment, an imaging device including an image sensor having the above-described structure may be provided.

개시된 실시예에 따른 이미지 센서는, 이미지 센서의 법선 방향으로 보았을 때 적어도 4개의 방향에서 대칭성을 갖도록 형성된 색분리 소자를 포함한다. 색분리 소자가 4중 대칭성(4-fold symmetry) 이상의 대칭 구조를 갖기 때문에, 색분리 소자의 색분리 효율이 이미지 센서의 중심을 기준으로 방위각 방향으로 변화하는 정도가 감소할 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서의 좌우측 가장자리 영역에 배치된 색분리 소자의 색분리 효율은 이미지 센서의 상하측 가장자리 영역에 색분리 소자의 색분리 효율과 같아질 수 있다. 따라서, 이미지 센서의 다수의 화소들의 감도가 비교적 균일하게 될 수 있다.An image sensor according to the disclosed embodiment includes a color separation element formed to have symmetry in at least four directions when viewed in a normal direction of the image sensor. Since the color separation element has a symmetrical structure greater than or equal to 4-fold symmetry, a degree of change in color separation efficiency of the color separation element in an azimuth direction with respect to the center of the image sensor may be reduced. For example, the color separation efficiency of the color separation elements disposed in the left and right edge regions of the image sensor may be equal to the color separation efficiency of the color separation elements in the upper and lower edge regions of the image sensor. Accordingly, the sensitivity of a plurality of pixels of the image sensor can be made relatively uniform.

또한, 개시된 실시예에 따른 이미지 센서가 적층 구조로 배치된 제 1 광센싱층과 제 2 광센싱층을 포함하기 때문에, 단위 면적 당 화소의 개수를 증가시켜 이미지 센서의 해상도가 증가할 수 있다. 그리고, 제 1 광센싱층에서는 제 1 파장 대역의 빛을 흡수하여 감지하고 제 2 광센싱층에서는 색분리 소자에 의해 분리된 제 2 파장 대역의 빛과 제 2 파장 대역의 빛을 각각 감지하기 때문에, 제 1 내지 제 3 파장 대역의 빛을 모두 효율적으로 이용할 수 있다. 따라서, 모든 파장 대역에 대해 이미지 센서의 감도가 향상될 수 있다. 또한, 색분리 소자는 단지 2개 파장 대역의 빛만을 고려하여 설계될 수 있으므로, 색분리 소자의 설계 및 제작이 용이할 수 있다.Also, since the image sensor according to the disclosed embodiment includes the first light sensing layer and the second light sensing layer disposed in a stacked structure, the resolution of the image sensor may be increased by increasing the number of pixels per unit area. In addition, since the first light sensing layer absorbs and senses light of the first wavelength band, and the second light sensing layer senses the light of the second wavelength band and the light of the second wavelength band separated by the color separation element, respectively , all of the light of the first to third wavelength bands can be efficiently used. Accordingly, the sensitivity of the image sensor may be improved for all wavelength bands. In addition, since the color separation device may be designed in consideration of only light of two wavelength bands, the design and manufacture of the color separation device may be easy.

이러한 이미지 센서는 다양한 종류의 촬상 장치에 적용되어 우수한 품질의 영상을 제공할 수 있다.Such an image sensor may be applied to various types of imaging devices to provide excellent quality images.

도 1은 일 실시예에 따른 이미지 센서의 구조를 개략적으로 보이는 단면도이다.
도 2a는 도 1에 도시된 이미지 센서의 제 1 광센싱층의 투과 스펙트럼을 예시적으로 보이는 그래프이다.
도 2b는 도 1에 도시된 이미지 센서의 색분리 소자의 색분리 스펙트럼을 예시적으로 보이는 그래프이다.
도 3은 도 1에 도시된 이미지 센서의 제 1 광센싱층의 화소 구조를 개략적으로 보이는 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 이미지 센서의 제 2 광센싱층의 화소 구조를 개략적으로 보이는 평면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 색분리 소자가 입사광의 방향에 따라 비교적 균일한 색분리 효율을 보이는 원리를 설명한다.
도 6은 도 4에 도시된 제 2 광센싱층의 화소 구조에서 색분리 효율을 보이는 그래프이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 구조를 개략적으로 보이는 단면도이다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 구조를 개략적으로 보이는 단면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 이미지 센서의 제 2 광센싱층의 화소 구조를 개략적으로 보이는 평면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 제 2 광센싱층의 화소 구조에서 색분리 효율을 보이는 그래프이다.
도 11은 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 구조를 개략적으로 보이는 단면도이다.
도 12는 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 구조를 개략적으로 보이는 단면도이다.
도 13은 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 구조를 개략적으로 보이는 단면도이다.
도 14는 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 구조를 개략적으로 보이는 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure of an image sensor according to an exemplary embodiment.
FIG. 2A is a graph exemplarily showing a transmission spectrum of a first light sensing layer of the image sensor shown in FIG. 1 .
FIG. 2B is a graph exemplarily showing a color separation spectrum of a color separation device of the image sensor illustrated in FIG. 1 .
FIG. 3 is a plan view schematically illustrating a pixel structure of a first light sensing layer of the image sensor shown in FIG. 1 .
4 is a plan view schematically illustrating a pixel structure of a second light sensing layer of the image sensor shown in FIG. 1 .
FIG. 5 explains a principle in which the color separation device shown in FIG. 4 exhibits relatively uniform color separation efficiency according to the direction of incident light.
FIG. 6 is a graph showing color separation efficiency in the pixel structure of the second light sensing layer shown in FIG. 4 .
7 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure of an image sensor according to another exemplary embodiment.
8 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure of an image sensor according to another exemplary embodiment.
9 is a plan view schematically illustrating a pixel structure of a second light sensing layer of the image sensor shown in FIG. 8 .
FIG. 10 is a graph showing color separation efficiency in the pixel structure of the second light sensing layer shown in FIG. 9 .
11 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure of an image sensor according to another exemplary embodiment.
12 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure of an image sensor according to another exemplary embodiment.
13 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure of an image sensor according to another exemplary embodiment.
14 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure of an image sensor according to another exemplary embodiment.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 색분리 소자를 포함하는 적층형 이미지 센서 및 상기 이미지 센서를 포함하는 촬상 장치에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 또한, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다. 또한 이하에서 설명하는 층 구조에서, "상부" 나 "상"이라고 기재된 표현은 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위에 있는 것도 포함할 수 있다.Hereinafter, a multilayer image sensor including a color separation element and an imaging device including the image sensor will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following drawings, the same reference numerals refer to the same components, and the size of each component in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, the embodiments described below are merely exemplary, and various modifications are possible from these embodiments. In addition, in the layer structure described below, the expression "upper" or "upper" may include not only directly on in contact but also on non-contacting.

먼저, 도 1은 일 실시예에 따른 이미지 센서(100)의 구조를 개략적으로 보이는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 이미지 센서(100)는 제 1 파장 대역의 빛을 흡수하여 감지하고 나머지 파장 대역의 빛을 투과시키는 다수의 제 1 화소(Px1)들을 구비하는 제 1 광센싱층(140), 제 2 파장 대역의 빛을 감지하는 다수의 제 2 화소(Px2)와 제 3 파장 대역의 빛을 감지하는 다수의 제 3 화소(Px3)들을 구비하는 제 2 광센싱층(110), 및 제 1 광센싱층(140)과 제 2 광센싱층(110) 사이에 배치된 색분리 소자(130)를 포함할 수 있다. 색분리 소자(130)는 제 1 광센싱층(140)을 투과한 빛 중에서 제 2 파장 대역의 빛을 제 2 광센싱층(110)의 제 2 화소(Px2)로 진행시키고 제 3 파장 대역의 빛을 제 3 화소(Px3)로 진행시키도록 구성될 수 있다.First, FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure of an image sensor 100 according to an exemplary embodiment. Referring to FIG. 1 , the image sensor 100 according to the present embodiment absorbs and detects light in a first wavelength band and transmits light in the remaining wavelength band. The sensing layer 140, a second light sensing layer ( 110 ), and a color separation device 130 disposed between the first light sensing layer 140 and the second light sensing layer 110 . The color separation device 130 advances the light of the second wavelength band among the light transmitted through the first light sensing layer 140 to the second pixel Px2 of the second light sensing layer 110, and transmits the light of the third wavelength band. It may be configured to propagate light to the third pixel Px3.

또한, 이미지 센서(100)는 제 1 광센싱층(140)과 제 2 광센싱층(110) 사이에 배치된 투명 유전체층(120), 제 1 광센싱층(140)의 상부 표면와 하부 표면에 각각 배치된 제 1 투명 전극(141)과 제 2 투명 전극(142), 및 제 2 투명 전극(142) 위에 배치된 다수의 마이크로 렌즈(150)를 더 포함할 수 있다. 색분리 소자(130)는 투명 유전체층(120) 내에 매립되어 고정될 수 있다. 제 1 투명 전극(141)과 제 2 투명 전극(142)은 제 1 광센싱층(140)에 구동 전압을 인가하는 역할을 한다. 예를 들어, 제 1 투명 전극(141)과 제 2 투명 전극(142)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), AZO(aluminium zinc oxide), GZO(gallium zinc oxide) 등과 같은 투명 전도성 산화물로 이루어질 수 있다.In addition, the image sensor 100 includes a transparent dielectric layer 120 disposed between the first light sensing layer 140 and the second light sensing layer 110 , and on the upper surface and the lower surface of the first light sensing layer 140 , respectively. It may further include a plurality of microlenses 150 disposed on the first transparent electrode 141 and the second transparent electrode 142 , and the second transparent electrode 142 . The color separation element 130 may be embedded and fixed in the transparent dielectric layer 120 . The first transparent electrode 141 and the second transparent electrode 142 serve to apply a driving voltage to the first light sensing layer 140 . For example, the first transparent electrode 141 and the second transparent electrode 142 are transparent such as indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), aluminum zinc oxide (AZO), gallium zinc oxide (GZO), or the like. It may be made of a conductive oxide.

도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 광센싱층(140)과 제 2 광센싱층(110)은 적층된 구조로 형성될 수 있다. 구체적으로, 제 2 광센싱층(110)의 상부 표면 위에 투명 유전체층(120)이 배치되고, 상기 제 2 광센싱층(110)과 대향하도록 투명 유전체층(120)의 상부 표면 위에 제 1 광센싱층(140)이 배치될 수 있다. 여기서, 제 1 광센싱층(140)과 제 2 광센싱층(110)은 서로 다른 파장 대역의 빛을 감지하도록 구성될 수 있다. 특히, 제 1 광센싱층(140)은 감지하고자 하는 제 1 파장 대역의 빛만 흡수하고 나머지 제 2 및 제 3 파장 대역의 빛은 투과하도록 구성될 수 있다.As shown in FIG. 1 , the first light sensing layer 140 and the second light sensing layer 110 may be formed in a stacked structure. Specifically, the transparent dielectric layer 120 is disposed on the upper surface of the second light sensing layer 110 , and the first light sensing layer is disposed on the upper surface of the transparent dielectric layer 120 to face the second light sensing layer 110 . 140 may be disposed. Here, the first light sensing layer 140 and the second light sensing layer 110 may be configured to sense light of different wavelength bands. In particular, the first light sensing layer 140 may be configured to absorb only light of a first wavelength band to be sensed and transmit light of the remaining second and third wavelength bands.

예를 들어, 제 1 광센싱층(140)은 녹색 파장 대역의 빛만을 흡수하여 감지하고 적색과 청색 파장 대역의 빛을 투과시킬 수 있다. 도 2a는 도 1에 도시된 이미지 센서(100)의 제 1 광센싱층(140)의 투과 스펙트럼을 예시적으로 보이는 그래프이다. 도 2a의 그래프를 참조하면, 제 1 광센싱층(140)은 청색 계열인 400nm 파장 대역과 적색 계열인 700nm 파장 대역의 빛을 거의 대부분 투과시키지만, 녹색 계열인 530nm 파장 대역의 빛의 대부분을 흡수할 수 있다. 이러한 특성을 갖는 제 1 광센싱층(140)은, 예를 들어, 로다민(rhodamine)계 색소, 메로시아닌(merocyanine)계 색소, 퀴나크리돈(quinacridone) 등과 같은 재료를 사용할 수 있다.For example, the first light sensing layer 140 may absorb and sense only light of a green wavelength band and transmit light of a red and blue wavelength band. FIG. 2A is a graph exemplarily showing a transmission spectrum of the first light sensing layer 140 of the image sensor 100 shown in FIG. 1 . Referring to the graph of FIG. 2A , the first light sensing layer 140 transmits most of the light in the 400 nm wavelength band that is a blue series and 700 nm wavelength band that is the red series, but absorbs most of the light in the 530 nm wavelength band that is a green series. can do. The first light sensing layer 140 having these characteristics may be formed of, for example, a material such as a rhodamine-based dye, a merocyanine-based dye, or quinacridone.

그러나, 본 실시예에서 제 1 광센싱층(140)의 흡수 파장이 반드시 녹색 파장 대역에만 한정되는 것은 아니다. 선택적으로, 제 1 광센싱층(140)은 적색 파장 대역의 빛만을 흡수하여 감지하고 청색과 녹색 파장 대역의 빛을 투과시키도록 구성될 수도 있으며, 또는 청색 파장 대역의 빛만을 흡수하여 감지하고 녹색과 적색 파장 대역의 빛을 투과시키도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 광센싱층(140)은 적색 파장 대역의 빛을 감지하기 위하여 프탈로시아닌(phthalocyanine)계 색소를 사용할 수 있으며, 또는 청색 파장 대역의 빛을 감지하기 위하여 쿠마린(coumarin)계 색소, 트리스-8-히드록시퀴놀린 Al(tris-8-hydroxyquinolines Al; Alq3), 메로시아닌(merocyanine)계 색소 등의 재료를 사용할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의상, 제 1 광센싱층(140)이 녹색 파장 대역의 빛만을 흡수하여 감지하고 적색과 청색 파장 대역의 빛을 투과시키는 것으로 설명한다.However, in the present embodiment, the absorption wavelength of the first light sensing layer 140 is not necessarily limited to only the green wavelength band. Optionally, the first light sensing layer 140 may be configured to absorb and sense only light in the red wavelength band and transmit light in the blue and green wavelength bands, or absorb and sense only light in the blue wavelength band and detect green light. and may be configured to transmit light in a red wavelength band. For example, the first light sensing layer 140 may use a phthalocyanine-based dye to sense light in a red wavelength band, or a coumarin-based dye to sense light in a blue wavelength band; Materials, such as tris-8-hydroxyquinoline Al (tris-8-hydroxyquinolines Al; Alq3) and a merocyanine-based pigment, can be used. Hereinafter, for convenience of description, it will be described that the first light sensing layer 140 absorbs and senses only light of a green wavelength band and transmits light of a red and blue wavelength band.

상술한 바와 같이, 이미지 센서(100)에 입사하는 입사광 중에서 제 1 파장 대역의 빛은 제 1 광센싱층(140)에 의해 흡수되므로, 제 2 및 제 3 파장 대역의 빛만이 제 1 광센싱층(140)을 투과할 수 있다. 제 1 광센싱층(140)을 투과한 제 2 및 제 3 파장 대역의 빛은 투명 유전체층(120)에 입사한 후, 색분리 소자(130)에 의해 서로 분리될 수 있다. 색분리 소자(130)는 제 2 광센싱층(110)의 광 입사측에 배치되어 서로 다른 파장의 빛이 서로 다른 화소에 입사하도록 입사광을 파장에 따라 각각 분리하는 역할을 한다. 이러한 색분리 소자(130)는 파장에 따라 달라지는 빛의 회절 또는 굴절 특성을 이용하여 입사광의 파장에 따라 빛의 진형 경로를 바꿈으로써 색을 분리할 수 있다. 이를 위하여, 색분리 소자(130)는 주변의 투명 유전체층(120)보다 높은 굴절률을 갖는 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 투명 유전체층(120)은 SiO2나 실란올계 유리(SOG; siloxane-based spin on glass)로 이루어질 수 있으며, 색분리 소자(130)는 TiO2, SiN3, ZnS, ZnSe, Si3N4 등과 같은 고굴절률 재료로 이루어질 수 있다. 이러한 색분리 소자(130)는 매우 다양한 형태가 공지되어 있으며, 출사광의 소망하는 스펙트럼 분포에 따라 다양한 설계가 가능하다.As described above, among the incident light incident on the image sensor 100 , the light of the first wavelength band is absorbed by the first light sensing layer 140 , and therefore only the light of the second and third wavelength bands is absorbed by the first light sensing layer. (140) is permeable. Lights of the second and third wavelength bands passing through the first light sensing layer 140 may be separated from each other by the color separation device 130 after being incident on the transparent dielectric layer 120 . The color separation element 130 is disposed on the light incident side of the second light sensing layer 110 and serves to separate incident light according to wavelength so that light of different wavelengths is incident on different pixels. The color separation device 130 may separate colors by changing the formation path of the light according to the wavelength of the incident light by using diffraction or refraction characteristics of light that vary depending on the wavelength. To this end, the color separation element 130 may be made of a material having a higher refractive index than that of the surrounding transparent dielectric layer 120 . For example, the transparent dielectric layer 120 may be made of SiO 2 or siloxane-based spin on glass (SOG), and the color separation device 130 is TiO 2 , SiN 3 , ZnS, ZnSe, Si 3 It may be made of a high refractive index material such as N 4 . The color separation element 130 has a wide variety of known shapes, and various designs are possible according to a desired spectral distribution of the emitted light.

도 1에 도시된 바와 같이, 색분리 소자(130)는 입사광을 제 2 파장 대역의 빛(C2)과 제 3 파장 대역의 빛(C3)으로 분리할 수 있다. 색분리 소자(130)는 예를 들어, 입사광 중에서 제 2 파장 대역의 빛(C2)의 진행 방향을 바꾸지 않고, 제 3 파장 대역의 빛(C3)의 진행 방향을 양측으로 비스듬하게 바꾸도록 설계될 수 있다. 그러면, 제 2 파장 대역의 빛(C2)은 색분리 소자(130)의 바로 아래에 있는 제 2 화소(Px2)에 입사할 수 있으며, 제 3 파장 대역의 빛(C3)은 색분리 소자(130)의 양측에 있는 제 3 화소(Px3)에 각각 입사할 수 있다. 따라서, 색분리 소자(130)의 바로 아래에 있는 제 2 화소(Px2)는 제 2 파장 대역의 빛(C2)을 감지할 수 있으며, 색분리 소자(130)의 양측에 있는 제 3 화소(Px3)는 제 3 파장 대역의 빛(C3)을 감지할 수 있다.As shown in FIG. 1 , the color separation device 130 may separate the incident light into light C2 of a second wavelength band and light C3 of a third wavelength band. The color separation element 130 is designed to obliquely change the traveling direction of the light C3 of the third wavelength band to both sides without changing the traveling direction of the light C2 of the second wavelength band among the incident light. can Then, the light C2 of the second wavelength band may be incident on the second pixel Px2 immediately below the color separation device 130 , and the light C3 of the third wavelength band may be emitted from the color separation device 130 . ) may be incident on each of the third pixels Px3 on both sides. Accordingly, the second pixel Px2 immediately below the color separation element 130 may detect the light C2 of the second wavelength band, and the third pixel Px3 located on both sides of the color separation element 130 . ) may detect the light C3 of the third wavelength band.

예컨대, 제 2 파장 대역의 빛(C2)은 청색광이고 제 3 파장 대역의 빛(C3)은 적색광일 수 있다. 도 2b는 도 1에 도시된 이미지 센서(100)의 색분리 소자(130)의 색분리 스펙트럼을 예시적으로 보이는 그래프이다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 색분리 소자(130)는 청색 파장 대역의 빛을 색분리 소자(130)의 바로 아래 방향으로 보내고 적색 파장 대역의 빛을 좌측과 우측 방향으로 보냄으로써 청색 파장 대역의 빛과 적색 파장 대역의 빛을 분리할 수 있다. 그러면, 제 1 광센싱층(140)은 녹색광을 흡수하여 감지하고, 제 2 광센싱층(110)은 제 1 광센싱층(140)을 투과한 청색광과 적색광을 각각 감지할 수 있다.For example, the light C2 of the second wavelength band may be blue light, and the light C3 of the third wavelength band may be red light. FIG. 2B is a graph exemplarily showing a color separation spectrum of the color separation element 130 of the image sensor 100 illustrated in FIG. 1 . As shown in FIG. 2B , the color separation device 130 transmits light of a blue wavelength band to a direction directly below the color separation device 130 and transmits light of a red wavelength band to the left and right directions of the blue wavelength band. It is possible to separate light and light in the red wavelength band. Then, the first light-sensing layer 140 absorbs and senses green light, and the second light-sensing layer 110 may detect blue light and red light transmitted through the first light-sensing layer 140 , respectively.

본 실시예에 따르면, 제 1 광센싱층(140)의 제 1 화소(Px1)들과 제 2 광센싱층(110)의 제 2 및 제 3 화소(Px2, Px3)들은 서로 동일한 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 3은 이미지 센서(100)의 제 1 광센싱층(140)의 화소 구조를 개략적으로 보이는 평면도이며, 도 4는 이미지 센서(100)의 제 2 광센싱층(110)의 화소 구조를 개략적으로 보이는 평면도이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 제 1 광센싱층(140)은 2차원 어레의 형태로 배열된 다수의 제 1 화소(Px1)들을 포함하며, 제 2 광센싱층(110)은 2차원 어레이의 형태로 배열된 다수의 제 2 화소(Px2)와 제 3 화소(Px3)들을 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 광센싱층(140)의 제 1 화소(Px1)들은 제 2 광센싱층(110)의 제 2 및 제 3 화소(Px2, Px3)들과 경계면이 서로 일치하도록 정합하여 배치될 수 있다.According to the present embodiment, the first pixels Px1 of the first light sensing layer 140 and the second and third pixels Px2 and Px3 of the second light sensing layer 110 may have the same size. have. For example, FIG. 3 is a plan view schematically showing a pixel structure of the first light sensing layer 140 of the image sensor 100 , and FIG. 4 is a pixel of the second light sensing layer 110 of the image sensor 100 . A plan view schematically showing the structure. 3 and 4 , the first light sensing layer 140 includes a plurality of first pixels Px1 arranged in a two-dimensional array, and the second light sensing layer 110 is two-dimensional. It may include a plurality of second pixels Px2 and third pixels Px3 arranged in an array form. Here, the first pixels Px1 of the first light sensing layer 140 may be arranged so that the boundary surfaces of the second and third pixels Px2 and Px3 of the second light sensing layer 110 coincide with each other. have.

또한, 도 4를 참조하면, 제 2 광센싱층(110)의 다수의 제 2 화소(Px2)와 제 3 화소(Px3)들은 가로 방향과 세로 방향으로 서로 번갈아 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 2 광센싱층(110)은 제 2 화소(Px2)와 제 3 화소(Px3)의 순서로 다수의 제 2 화소(Px2)와 제 3 화소(Px3)들이 가로 방향으로 번갈아 배열되어 있는 제 1 화소행(P1), 및 제 3 화소(Px3)와 제 2 화소(Px2)의 순서로 다수의 제 3 화소(Px3)와 제 2 화소(Px2)들이 번갈아 배열되어 있는 제 2 화소행(P2)을 포함할 수 있다. 그리고, 다수의 제 1 화소행(P1)들과 다수의 제 2 화소행(P2)들이 세로 방향으로 번갈아 배치될 수 있다. 색분리 소자(130)는 제 2 화소(Px2)와 대향하도록 배치될 수 있다. 따라서, 색분리 소자(130)는 제 2 파장 대역의 빛(C2)을 제 2 화소(Px2)에 제공하며, 색분리 소자(130)의 좌측과 우측에 각각 배치된 제 3 화소(Px3)에 제 3 파장 대역의 빛(C3)을 제공할 수 있다.Also, referring to FIG. 4 , a plurality of second pixels Px2 and third pixels Px3 of the second light sensing layer 110 may be alternately disposed in a horizontal direction and a vertical direction. For example, in the second light sensing layer 110 , a plurality of second pixels Px2 and third pixels Px3 are alternately arranged in the order of the second pixel Px2 and the third pixel Px3 in the horizontal direction. A second picture in which a plurality of third pixels Px3 and second pixels Px2 are alternately arranged in the order of the first pixel row P1 and the third pixel Px3 and the second pixel Px2 It may include an action (P2). In addition, a plurality of first pixel rows P1 and a plurality of second pixel rows P2 may be alternately disposed in the vertical direction. The color separation element 130 may be disposed to face the second pixel Px2 . Accordingly, the color separation element 130 provides the light C2 of the second wavelength band to the second pixel Px2 and to the third pixel Px3 disposed on the left and right sides of the color separation element 130 , respectively. The light C3 of the third wavelength band may be provided.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 색분리 소자(130)는 제 1 대각선 방향으로 연장된 제 1 아암(130a)과 제 1 대각선 방향에 교차하는 제 2 대각선 방향으로 연장된 제 2 아암(130b)을 포함할 수 있다. 이러한 색분리 소자(130)는, 제 2 광센싱층(110)의 법선 방향으로 보았을 때, 제 2 광센싱층(110)의 표면에 평행한 적어도 4개의 방향에 대해 대칭성을 갖도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 색분리 소자(130)는 제 2 광센싱층(110)의 가로축(x-축) 방향, 세로축(y-축) 방향, 제 1 대각선 방향, 및 제 2 대각선 방향에 대해 대칭성을 가질 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 4 , each color separation element 130 includes a first arm 130a extending in a first diagonal direction and a second arm extending in a second diagonal direction crossing the first diagonal direction. (130b) may be included. The color separation element 130 may be formed to have symmetry with respect to at least four directions parallel to the surface of the second light sensing layer 110 when viewed in the normal direction of the second light sensing layer 110 . . For example, in the color separation device 130 illustrated in FIG. 4 , a horizontal axis (x-axis) direction, a vertical axis (y-axis) direction, a first diagonal direction, and a second diagonal direction of the second light sensing layer 110 are It can have symmetry with respect to the direction.

색분리 소자(130)가 적어도 4개의 방향에 대해 대칭인 4중 대칭성 이상의 대칭 구조를 갖기 때문에, 색분리 소자(130)의 색분리 효율이 이미지 센서(100)의 중심을 기준으로 방위각 방향을 따라 변화하는 정도가 감소할 수 있다. 예를 들어, 도 5는 제 2 광센싱층(110)을 개략적으로 나타내는 평면도로서, 도 4에 도시된 색분리 소자(130)가 입사광의 방향에 따라 비교적 균일한 색분리 효율을 보이는 원리를 설명한다. 도 5를 참조하면, 제 2 광센싱층(110)에서 우측 가장자리 영역(i)의 방위각(φ)을 0도라고 하고, 상부측 가장자리 영역(iii)의 방위각(φ)을 90도라고 가정한다. 색분리 소자(130)가 4중 대칭성 이상의 대칭 구조를 갖기 때문에, 방위각(φ)이 0도, 90도, 180도, 및 270도인 영역에서 색분리 소자(130)는 거의 동일한 특성을 가질 수 있다. 즉, 우측 가장자리 영역(i)과 상부측 가장자리 영역(iii)에서 색분리 소자(130)의 색분리 효율은 거의 동일할 것이다. 다만, 대각선 가장자리 영역(ii)에서 색분리 소자(130)의 색분리 효율만이 다른 영역(i, iii)과 약간 달라질 수 있다.Since the color separation element 130 has a symmetrical structure of quadruple symmetry or more symmetrical with respect to at least four directions, the color separation efficiency of the color separation element 130 is increased along the azimuth direction with respect to the center of the image sensor 100 . The degree of change may be reduced. For example, FIG. 5 is a plan view schematically showing the second light sensing layer 110 , explaining the principle that the color separation device 130 shown in FIG. 4 exhibits relatively uniform color separation efficiency according to the direction of incident light. do. Referring to FIG. 5 , it is assumed that the azimuth φ of the right edge region i in the second light sensing layer 110 is 0 degrees, and the azimuth angle φ of the upper edge region iii is 90 degrees. Since the color separation element 130 has a symmetric structure greater than or equal to quadruple symmetry, the color separation element 130 may have substantially the same characteristics in regions where the azimuth angles φ are 0 degrees, 90 degrees, 180 degrees, and 270 degrees. . That is, the color separation efficiency of the color separation device 130 in the right edge region (i) and the upper edge region (iii) will be substantially the same. However, only the color separation efficiency of the color separation device 130 in the diagonal edge region (ii) may be slightly different from that of the other regions (i and iii).

만약, 색분리 소자(130)가 어느 하나의 축에 대해서만 대칭성을 갖는다면, 방위각(φ)이 0도인 영역에 배치된 색분리 소자(130)의 색분리 효율과 180도인 영역에 배치된 색분리 소자(130)의 색분리 효율이 크게 달라질 수 있다. 또한, 색분리 소자(130)가 단지 2개의 축에 대해서만 대칭성을 갖는다면, 방위각(φ)이 0도인 영역에 배치된 색분리 소자(130)의 색분리 효율과 90도인 영역에 배치된 색분리 소자(130)의 색분리 효율이 크게 달라질 수 있다. 본 실시예에 따르면, 상기 색분리 소자(130)가 4중 대칭성 이상의 대칭 구조를 갖기 때문에, 이미지 센서(100)의 좌우측 가장자리 영역에 배치된 색분리 소자(130)의 색분리 효율은 이미지 센서(100)의 상하측 가장자리 영역에 배치된 색분리 소자의 색분리 효율과 거의 같아질 수 있다. 따라서, 이미지 센서(100)의 다수의 화소들의 감도가 비교적 균일하게 될 수 있다.If the color separation device 130 has symmetry with respect to only one axis, the color separation efficiency of the color separation device 130 disposed in the region where the azimuth angle φ is 0 degrees and the color separation efficiency of the color separation device 130 disposed in the region 180 degrees are obtained. The color separation efficiency of the device 130 may vary greatly. Also, if the color separation device 130 has symmetry about only two axes, the color separation efficiency of the color separation device 130 disposed in the region where the azimuth angle φ is 0 degrees and the color separation efficiency of the color separation device 130 disposed in the region where the azimuth angle φ is 90 degrees The color separation efficiency of the device 130 may vary greatly. According to the present embodiment, since the color separation element 130 has a symmetric structure of quadruple symmetry or more, the color separation efficiency of the color separation element 130 disposed in the left and right edge regions of the image sensor 100 is 100) may be substantially equal to the color separation efficiency of the color separation device disposed in the upper and lower edge regions. Accordingly, the sensitivity of a plurality of pixels of the image sensor 100 may be relatively uniform.

또한, 본 실시예에 따른 이미지 센서(100)에서 제 1 광센싱층(140)과 제 2 광센싱층(110)이 적층 구조로 배치되어 있기 때문에, 단위 면적 당 화소의 개수가 증가할 수 있다. 따라서, 이미지 센서(100)의 해상도가 향상될 수 있다. 또한, 제 1 광센싱층(140)에서는 제 1 파장 대역의 빛을 대부분 흡수하여 감지하고, 제 2 광센싱층(110)에서는 색분리 소자(130)에 의해 분리된 제 2 파장 대역의 빛과 제 2 파장 대역의 빛을 거의 손실 없이 감지하기 때문에, 빛을 효율적으로 이용할 수 있다. 따라서, 이미지 센서(100)의 감도가 향상될 수 있다. 또한, 색분리 소자(130)가 단지 2개 파장 대역의 빛만을 분리하면 되므로, 색분리 소자(130)의 설계 및 제작이 용이할 수 있다. 이러한 본 실시예에 따른 이미지 센서(100)는 다양한 종류의 촬상 장치에 적용되어 우수한 품질의 영상을 제공할 수 있다.In addition, since the first light sensing layer 140 and the second light sensing layer 110 are disposed in a stacked structure in the image sensor 100 according to the present embodiment, the number of pixels per unit area may increase. . Accordingly, the resolution of the image sensor 100 may be improved. In addition, the first light sensing layer 140 absorbs and senses most of the light of the first wavelength band, and the second light sensing layer 110 absorbs and detects light of the second wavelength band separated by the color separation device 130 . Since light of the second wavelength band is sensed with almost no loss, the light can be efficiently used. Accordingly, the sensitivity of the image sensor 100 may be improved. In addition, since the color separation device 130 only needs to separate light of two wavelength bands, the design and manufacture of the color separation device 130 may be easy. The image sensor 100 according to this embodiment may be applied to various types of imaging devices to provide images of excellent quality.

예를 들어, 도 6은 도 4에 도시된 제 2 광센싱층(110)의 화소 구조에서 색분리 효율을 보이는 그래프이다. 도 6의 그래프에서, 'R filter'는 적색 컬러 필터의 투과 특성이고, 'G filter'는 녹색 컬러 필터의 투과 특성이며, 'B filter'는 청색 컬러 필터의 투과 특성이다. 또한, 도 6의 그래프에서 'R'은 제 2 화소(Px2)에서의 흡수 스펙트럼이고, 'B'는 제 3 화소(Px3)에서의 흡수 스펙트럼이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 컬러 필터를 사용하는 경우에 비하여 높은 광 흡수량이 달성될 수 있다.For example, FIG. 6 is a graph showing color separation efficiency in the pixel structure of the second light sensing layer 110 shown in FIG. 4 . In the graph of FIG. 6 , 'R filter' is the transmission characteristic of the red color filter, 'G filter' is the transmission characteristic of the green color filter, and 'B filter' is the transmission characteristic of the blue color filter. In addition, in the graph of FIG. 6 , 'R' is an absorption spectrum of the second pixel Px2, and 'B' is an absorption spectrum of the third pixel Px3. As shown in FIG. 6 , a higher amount of light absorption can be achieved compared to the case of using a color filter.

상술한 이미지 센서(100)의 제 1 광센싱층(140)과 제 2 광센싱층(110)의 구조 및 색분리 소자(130)의 특성은 단지 하나의 예일 뿐이며, 상술한 구조 외에도 다양한 형태로 이미지 센서들이 구현될 수 있다. 예를 들어, 색분리 소자(130)의 설계에 따라 색분리 특성이 다양하게 선택될 수 있으며, 이러한 색분리 소자(130)의 특성에 따라 제 2 광센싱층(110)의 구조도 역시 다양하게 선택될 수 있다. 또한, 제 1 광센싱층(140)과 제 2 광센싱층(110)의 배치 관계도 역시 다양하게 선택될 수 있다.The structure of the first light sensing layer 140 and the second light sensing layer 110 and the characteristics of the color separation device 130 of the image sensor 100 described above are just one example, and in addition to the above-described structure, various shapes may be used. Image sensors may be implemented. For example, various color separation characteristics may be selected according to the design of the color separation element 130 , and the structure of the second light sensing layer 110 may also vary according to the characteristics of the color separation element 130 . can be selected. In addition, the arrangement relationship of the first light sensing layer 140 and the second light sensing layer 110 may also be variously selected.

도 7은 다른 실시예에 따른 이미지 센서(200)의 구조를 개략적으로 보이는 단면도이다. 도 1에 도시된 이미지 센서(100)와 비교할 때, 도 7에 도시된 이미지 센서(200)의 제 1 광센싱층(140)과 제 2 광센싱층(110)은 서로에 대해 상대적으로 시프트되어 있다. 예를 들어, 제 1 광센싱층(140)은 제 2 광센싱층(110)에 대해 화소 폭의 1/2만큼 시프트될 수 있다. 따라서, 제 1 광센싱층(140)의 제 1 화소(Px1)들은 제 2 광센싱층(110)의 제 2 화소(Px1)와 제 3 화소(Px3)의 중간 부분에 걸치도록 배치될 수 있다. 따라서, 제 1 광센싱층(140)의 제 1 화소(Px1)들이 제 2 화소(Px1)의 일부와 제 3 화소(Px3)의 일부에 중첩하도록 위치할 수 있다. 이러한 중첩 부분의 색 정보를 분석함으로써 이미지 센서(200)의 해상도를 보다 향상시킬 수도 있다.7 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure of an image sensor 200 according to another exemplary embodiment. Compared with the image sensor 100 shown in FIG. 1 , the first light sensing layer 140 and the second light sensing layer 110 of the image sensor 200 shown in FIG. 7 are shifted relative to each other. have. For example, the first light sensing layer 140 may be shifted by 1/2 of the pixel width with respect to the second light sensing layer 110 . Accordingly, the first pixels Px1 of the first light sensing layer 140 may be disposed to span a middle portion between the second pixel Px1 and the third pixel Px3 of the second light sensing layer 110 . . Accordingly, the first pixels Px1 of the first light sensing layer 140 may be positioned to overlap a portion of the second pixel Px1 and a portion of the third pixel Px3 . The resolution of the image sensor 200 may be further improved by analyzing the color information of the overlapping portion.

도 8은 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서(300)의 구조를 개략적으로 보이는 단면도이다. 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 이미지 센서(300)는 제 1 파장 대역의 빛을 흡수하여 감지하고 나머지 파장 대역의 빛을 투과시키는 다수의 제 1 화소(Px1)들을 구비하는 제 1 광센싱층(140), 제 2 파장 대역의 빛을 감지하는 다수의 제 2 화소(Px2)와 제 3 파장 대역의 빛을 감지하는 다수의 제 3 화소(Px3)들을 구비하는 제 2 광센싱층(110), 및 제 1 광센싱층(140)과 제 2 광센싱층(110) 사이에 배치된 색분리 소자(131)를 포함할 수 있다.8 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure of an image sensor 300 according to another exemplary embodiment. Referring to FIG. 8 , the image sensor 300 according to the present embodiment absorbs and detects light in a first wavelength band and transmits light in the remaining wavelength band. The sensing layer 140, a second light sensing layer ( 110 ), and a color separation device 131 disposed between the first light sensing layer 140 and the second light sensing layer 110 .

색분리 소자(131)는 제 1 광센싱층(140)을 투과한 빛 중에서 제 2 파장 대역의 빛을 제 2 광센싱층(110)의 제 2 화소(Px2)로 진행시키고 제 3 파장 대역의 빛을 제 3 화소(Px3)로 진행시키도록 구성될 수 있다. 도 1에 도시된 실시예와 비교할 때, 색분리 소자(131)는 제 2 화소(Px2) 대신에 제 3 화소(Px3)와 대향하여 배치될 수 있다. 따라서, 색분리 소자(131)는 제 3 파장 대역의 빛(C3)의 진행 방향을 바꾸지 않고, 제 2 파장 대역의 빛(C2)의 진행 방향을 양측으로 비스듬하게 바꾸도록 설계될 수 있다. 그러면, 제 3 파장 대역의 빛(C3)은 색분리 소자(131)의 바로 아래에 있는 제 3 화소(Px3)에 입사할 수 있으며, 제 2 파장 대역의 빛(C2)은 색분리 소자(131)의 양측에 있는 제 2 화소(Px2)에 각각 입사할 수 있다.The color separation element 131 advances the light of the second wavelength band among the light transmitted through the first light sensing layer 140 to the second pixel Px2 of the second light sensing layer 110 and transmits the light of the third wavelength band. It may be configured to propagate light to the third pixel Px3. Compared to the embodiment illustrated in FIG. 1 , the color separation element 131 may be disposed to face the third pixel Px3 instead of the second pixel Px2 . Accordingly, the color separation element 131 may be designed to obliquely change the traveling direction of the light C2 of the second wavelength band to both sides without changing the traveling direction of the light C3 of the third wavelength band. Then, the light C3 of the third wavelength band may be incident on the third pixel Px3 immediately below the color separation element 131 , and the light C2 of the second wavelength band is the color separation element 131 . ) may be incident on the second pixel Px2 on both sides of the .

도 9는 도 8에 도시된 이미지 센서(300)의 제 2 광센싱층(110)의 화소 구조를 개략적으로 보이는 평면도이다. 도 9를 참조하면, 제 2 광센싱층(110)의 다수의 제 2 화소(Px2)와 제 3 화소(Px3)들은 가로 방향과 세로 방향으로 서로 번갈아 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 2 광센싱층(110)은 제 2 화소(Px2)와 제 3 화소(Px3)의 순서로 다수의 제 2 화소(Px2)와 제 3 화소(Px3)들이 가로 방향으로 번갈아 배열되어 있는 제 1 화소행(P1), 및 제 3 화소(Px3)와 제 2 화소(Px2)의 순서로 다수의 제 3 화소(Px3)와 제 2 화소(Px2)들이 번갈아 배열되어 있는 제 2 화소행(P2)을 포함할 수 있다. 그리고, 다수의 제 1 화소행(P1)들과 다수의 제 2 화소행(P2)들이 세로 방향으로 번갈아 배치될 수 있다. 색분리 소자(131)는 제 3 화소(Px3)와 대향하도록 배치될 수 있다.9 is a plan view schematically illustrating a pixel structure of the second light sensing layer 110 of the image sensor 300 shown in FIG. 8 . Referring to FIG. 9 , a plurality of second pixels Px2 and third pixels Px3 of the second light sensing layer 110 may be alternately disposed in a horizontal direction and a vertical direction. For example, in the second light sensing layer 110 , a plurality of second pixels Px2 and third pixels Px3 are alternately arranged in the order of the second pixel Px2 and the third pixel Px3 in the horizontal direction. A second picture in which a plurality of third pixels Px3 and second pixels Px2 are alternately arranged in the order of the first pixel row P1 and the third pixel Px3 and the second pixel Px2 It may include an action (P2). In addition, a plurality of first pixel rows P1 and a plurality of second pixel rows P2 may be alternately disposed in the vertical direction. The color separation element 131 may be disposed to face the third pixel Px3 .

도 9에 도시된 바와 같이, 각각의 색분리 소자(131)는, 예를 들어, 정사각통 형태의 구조를 가질 수 있다. 따라서, 색분리 소자(131)는, 제 2 광센싱층(110)의 법선 방향으로 보았을 때, 제 2 광센싱층(110)의 표면에 평행한 적어도 4개의 방향에 대해 대칭성을 갖도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 색분리 소자(130)는 제 2 광센싱층(110)의 가로축(x-축) 방향, 세로축(y-축) 방향, 제 1 대각선 방향, 및 제 2 대각선 방향에 대해 대칭성을 가질 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 색분리 소자(131)가 적어도 4개의 방향에 대해 대칭인 4중 대칭성 이상의 대칭 구조를 갖기 때문에, 색분리 소자(131)의 색분리 효율이 이미지 센서(100)의 중심을 기준으로 방위각 방향을 따라 변화하는 정도가 감소할 수 있다.As shown in FIG. 9 , each color separation element 131 may have, for example, a structure in the form of a square cylinder. Accordingly, the color separation element 131 may be formed to have symmetry with respect to at least four directions parallel to the surface of the second light sensing layer 110 when viewed in the normal direction of the second light sensing layer 110 . have. For example, the color separation device 130 exhibits symmetry with respect to the horizontal axis (x-axis) direction, the vertical axis (y-axis) direction, the first diagonal direction, and the second diagonal direction of the second light sensing layer 110 . can have As described above, since the color separation element 131 has a symmetrical structure with quadruple symmetry or more symmetrical in at least four directions, the color separation efficiency of the color separation element 131 determines the center of the image sensor 100 . A degree of change along the azimuth direction as a reference may be reduced.

예를 들어, 도 10은 도 9에 도시된 제 2 광센싱층(110)의 화소 구조에서 색분리 효율을 보이는 그래프이다. 도 10의 그래프에서, 'R filter'는 적색 컬러 필터의 투과 특성이고, 'G filter'는 녹색 컬러 필터의 투과 특성이며, 'B filter'는 청색 컬러 필터의 투과 특성이다. 또한, 도 10의 그래프에서 'R'은 제 2 화소(Px2)에서의 흡수 스펙트럼이고, 'B'는 제 3 화소(Px3)에서의 흡수 스펙트럼이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 컬러 필터를 사용하는 경우에 비하여 높은 광 흡수량이 달성될 수 있다.For example, FIG. 10 is a graph showing color separation efficiency in the pixel structure of the second light sensing layer 110 shown in FIG. 9 . In the graph of FIG. 10 , 'R filter' is the transmission characteristic of the red color filter, 'G filter' is the transmission characteristic of the green color filter, and 'B filter' is the transmission characteristic of the blue color filter. In addition, in the graph of FIG. 10 , 'R' is an absorption spectrum of the second pixel Px2, and 'B' is an absorption spectrum of the third pixel Px3. As shown in FIG. 6 , a higher amount of light absorption can be achieved compared to the case of using a color filter.

4중 대칭성을 갖는 색분리 소자로서, 도 4의 색분리 소자(130)는 2개의 대각선 방향으로 수직하게 교차하는 제 1 및 제 2 아암(130a, 130b)을 갖는 것으로 예시되었다. 또한, 도 9의 색분리 소자(131)는 정사각통 형태인 것으로 예시되었다. 그러나, 도 4 및 도 9에 도시된 색분리 소자(130, 131) 외에도, 원하는 색분리 특성에 따라 다양한 구조의 4중 대칭성 이상의 대칭 구조를 갖는 색분리 소자가 사용될 수 있다. 예를 들어, 원통형, 원기둥형, 육각통형, 육각기둥형 등과 같은 다양한 형태의 색분리 소자를 이미지 센서의 특성에 맞게 선택하여 사용할 수 있다.As a color separation device having quadruple symmetry, the color separation device 130 of FIG. 4 is illustrated as having first and second arms 130a and 130b that vertically intersect in two diagonal directions. Also, the color separation element 131 of FIG. 9 is exemplified as having a square shape. However, in addition to the color separation elements 130 and 131 illustrated in FIGS. 4 and 9 , a color separation element having a symmetric structure having a quadruple symmetry or higher having various structures may be used according to desired color separation characteristics. For example, various types of color separation elements such as a cylinder, a cylinder, a hexagonal cylinder, a hexagonal pillar, etc. may be selected and used according to the characteristics of the image sensor.

도 11은 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서(400)의 구조를 개략적으로 보이는 단면도이다. 도 11에 도시된 이미지 센서(400)는 제 2 파장 대역의 빛(C2)을 좌측 방향으로 진행시키고 제 3 파장 대역의 빛(C3)을 우측 방향으로 진행시키도록 구성된 색분리 소자(132)를 포함할 수 있다. 이 경우, 색분리 소자(132)는 제 2 화소(Px2)와 제 3 화소(Px3) 사이의 경계면에 대향하여 배치될 수 있다. 따라서, 색분리 소자(132)에 의해 분리된 제 2 파장 대역의 빛(C2)은 색분리 소자(132)의 좌측에 배치된 제 2 화소(Px2)에 입사할 수 있으며, 제 3 파장 대역의 빛(C3)은 색분리 소자(132)의 우측에 배치된 제 3 화소(Px3)에 입사할 수 있다. 도 11에 도시된 색분리 소자(132)도 역시 4중 대칭성 이상의 대칭 구조를 갖도록 구성될 수 있다. 한편, 도 11에 도시된 이미지 센서(400)의 나머지 구성은 도 1에 도시된 이미지 센서(100)와 동일할 수 있다.11 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure of an image sensor 400 according to another exemplary embodiment. The image sensor 400 shown in FIG. 11 includes a color separation element 132 configured to advance the light C2 of the second wavelength band in the left direction and the light C3 of the third wavelength band to the right direction. may include In this case, the color separation element 132 may be disposed to face the interface between the second pixel Px2 and the third pixel Px3 . Accordingly, the light C2 of the second wavelength band separated by the color separation element 132 may be incident on the second pixel Px2 disposed on the left side of the color separation element 132 , and may be emitted in the third wavelength band. The light C3 may be incident on the third pixel Px3 disposed on the right side of the color separation element 132 . The color separation element 132 shown in FIG. 11 may also be configured to have a symmetric structure with quadruple symmetry or higher. Meanwhile, the rest of the configuration of the image sensor 400 illustrated in FIG. 11 may be the same as that of the image sensor 100 illustrated in FIG. 1 .

그 밖에도 다양한 특성을 갖는 색분리 소자들이 사용될 수 있으며, 색분리 소자들의 색분리 특성에 따라 제 1 광센싱층(140) 또는 제 2 광센싱층(110)의 화소 배열이 달라질 수 있다.In addition, color separation elements having various characteristics may be used, and the pixel arrangement of the first light sensing layer 140 or the second light sensing layer 110 may vary according to the color separation characteristics of the color separation elements.

한편, 색분리 소자(130, 131, 132)와 제 2 광센싱층(110) 사이의 거리는 수 마이크로미터 이하일 수 있으며, 또는 1 마이크로미터 이하일 수도 있다. 이렇게 색분리 소자(130, 131, 132)와 제 2 광센싱층(110) 사이의 거리가 짧기 때문에, 경우에 따라서는 완전한 색분리가 어려울 수도 있다. 따라서, 혼색의 가능성을 줄이고 색재현성을 보다 향상시키기 위하여 컬러 필터를 부가적으로 사용할 수도 있다.Meanwhile, the distance between the color separation elements 130 , 131 , and 132 and the second light sensing layer 110 may be several micrometers or less, or 1 micrometer or less. Since the distance between the color separation elements 130 , 131 , and 132 and the second light sensing layer 110 is short, it may be difficult to achieve complete color separation in some cases. Accordingly, a color filter may be additionally used to reduce the possibility of color mixing and further improve color reproducibility.

예를 들어, 도 12 내지 도 14는 컬러 필터를 더 사용한 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서(100a, 300a, 400a)들의 구조를 각각 개략적으로 보이는 단면도이다. 도 12에 도시된 이미지 센서(100a)는 도 1에 도시된 이미지 센서(100)에 컬러 필터층(160)을 더 추가한 것이고, 도 13에 도시된 이미지 센서(300a)는 도 8에 도시된 이미지 센서(300)에 컬러 필터층(160)을 더 추가한 것이며, 도 14에 도시된 이미지 센서(400a)는 도 11에 도시된 이미지 센서(400)에 컬러 필터층(160)을 더 추가한 것이다. 컬러 필터층(160)은 제 2 광센싱층(110)의 상부 표면 위에 배치될 수 있다. 예를 들어, 컬러 필터층(160)은 제 2 화소(Px2) 위에 배치되어 제 2 파장 대역의 빛(C2)만을 투과시키는 제 2 컬러 필터(CF2) 및 제 3 화소(Px3) 위에 배치되어 제 3 파장 대역의 빛(C3)만을 투과시키는 제 3 컬러 필터(CF3)를 포함할 수 있다. 이러한 컬러 필터층(160)을 사용하더라도, 색분리 소자(130, 131, 132)에 의해 상당 부분 색분리된 빛(C2, C3)이 각각의 컬러 필터(CF2, CF3)에 입사하므로, 컬러 필터층(160)에 의한 광 손실은 크지 않다. 따라서, 도 12 내지 도 14에 도시된 이미지 센서(100a, 300a, 400a)들은 우수한 광 이용 효율과 우수한 색재현성을 동시에 달성할 수 있다.For example, FIGS. 12 to 14 are cross-sectional views schematically showing structures of the image sensors 100a , 300a , and 400a according to still another exemplary embodiment further using a color filter. The image sensor 100a shown in FIG. 12 is obtained by adding a color filter layer 160 to the image sensor 100 shown in FIG. 1 , and the image sensor 300a shown in FIG. 13 is the image shown in FIG. 8 . The color filter layer 160 is further added to the sensor 300 , and the image sensor 400a illustrated in FIG. 14 is obtained by adding a color filter layer 160 to the image sensor 400 illustrated in FIG. 11 . The color filter layer 160 may be disposed on the upper surface of the second light sensing layer 110 . For example, the color filter layer 160 is disposed on the second pixel Px2 and is disposed on the second color filter CF2 and the third pixel Px3 that transmits only the light C2 of the second wavelength band to the third A third color filter CF3 that transmits only light C3 of a wavelength band may be included. Even when such a color filter layer 160 is used, since the light C2 and C3, which is largely color-separated by the color separation elements 130, 131, and 132, is incident on each of the color filters CF2 and CF3, the color filter layer ( 160) is not large. Accordingly, the image sensors 100a, 300a, and 400a illustrated in FIGS. 12 to 14 may simultaneously achieve excellent light use efficiency and excellent color reproducibility.

지금까지, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 색분리 소자를 포함하는 적층형 이미지 센서 및 상기 이미지 센서를 포함하는 촬상 장치에 대한 예시적인 실시예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었다. 그러나, 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이고 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 그리고 본 발명은 도시되고 설명된 설명에 국한되지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 이는 다양한 다른 변형이 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있기 때문이다.Up to now, in order to facilitate understanding of the present invention, exemplary embodiments of a stacked image sensor including a color separation element and an imaging device including the image sensor have been described and illustrated in the accompanying drawings. However, it should be understood that these examples are merely illustrative of the present invention and not limiting thereof. And it is to be understood that the present invention is not limited to the description shown and described. This is because various other modifications may occur to those skilled in the art.

100, 100a, 200, 300, 300a, 400, 400a.....이미지 센서
110.....제 2 광센싱층 120.....투명 유전체층
130, 131, 132.....색분리 소자 140.....제 1 광센싱층
141, 142.....전극 150.....마이크로 렌즈
160.....컬러 필터층100, 100a, 200, 300, 300a, 400, 400a.....Image sensor
110.....Second light sensing layer 120.....Transparent dielectric layer
130, 131, 132....Color separation element 140...First light sensing layer
141, 142.....electrode 150.....micro lens
160....color filter layer

Claims (16)

제 1 파장 대역의 빛을 흡수하여 감지하고 나머지 파장 대역의 빛을 투과시키는 다수의 제 1 화소들을 구비하는 제 1 광센싱층;
상기 제 1 광센싱층과 대향하여 배치된 것으로, 제 1 파장 대역과 상이한 제 2 파장 대역의 빛을 감지하는 다수의 제 2 화소와 제 1 파장 대역 및 제 2 파장 대역과 상이한 제 3 파장 대역의 빛을 감지하는 다수의 제 3 화소들을 구비하는 제 2 광센싱층; 및
상기 제 1 광센싱층과 제 2 광센싱층 사이에 배치된 것으로, 상기 제 1 광센싱층을 투과한 빛 중에서 제 2 파장 대역의 빛과 제 3 파장 대역의 빛만을 서로 분리시켜 제 2 파장 대역의 빛을 상기 제 2 화소로 진행시키고 제 3 파장 대역의 빛을 상기 제 3 화소로 진행시키도록 구성된 다수의 색분리 소자;를을 포함하며,
각각의 개별적인 색분리 소자는, 상기 제 2 광센싱층의 법선 방향으로 보았을 때, 상기 제 2 광센싱층의 표면에 평행한 적어도 4개의 방향인, 상기 제 2 광센싱층의 가로축 방향, 세로축 방향, 제 1 대각선 방향, 및 상기 제 1 대각선 방향에 교차하는 제 2 대각선 방향에 대해 대칭성을 갖도록 구성된 이미지 센서.a first light sensing layer including a plurality of first pixels that absorb and sense light of a first wavelength band and transmit light of the remaining wavelength band;
A plurality of second pixels disposed to face the first light sensing layer and sensing light of a second wavelength band different from the first wavelength band, and a third wavelength band different from the first wavelength band and the second wavelength band a second light sensing layer including a plurality of third pixels for sensing light; and
It is disposed between the first light sensing layer and the second light sensing layer and separates only the light of the second wavelength band and the light of the third wavelength band among the light transmitted through the first light sensing layer to form a second wavelength band. a plurality of color separation elements configured to propagate the light of the second pixel to the second pixel and propagate the light of the third wavelength band to the third pixel; and
Each individual color separation element includes at least four directions parallel to the surface of the second light sensing layer when viewed in a normal direction of the second light sensing layer, in a horizontal axis direction and a vertical axis direction of the second light sensing layer. , an image sensor configured to have symmetry with respect to a first diagonal direction and a second diagonal direction intersecting the first diagonal direction. 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 광센싱층의 다수의 제 1 화소들은 2차원 어레이의 형태로 배열되어 있으며, 상기 제 2 광센싱층의 다수의 제 2 및 제 3 화소들은 2차원 어레이의 형태로 서로 번갈아 배치되어 있는 이미지 센서.The method of claim 1,
A plurality of first pixels of the first light sensing layer are arranged in a two-dimensional array, and a plurality of second and third pixels of the second light sensing layer are alternately arranged in a form of a two-dimensional array. image sensor. 제 2 항에 있어서,
상기 다수의 제 1 내지 제 3 화소들은 서로 동일한 크기를 가지며, 상기 제 1 화소들의 경계면과 상기 제 2 및 제 2 화소들의 경계면이 서로 일치하도록 상기 제 1 광센싱층과 제 2 광센싱칭이 정합하여 배치되어 있는 이미지 센서.3. The method of claim 2,
The plurality of first to third pixels have the same size, and the first light sensing layer and the second light sensing layer are matched so that the boundary surfaces of the first pixels and the boundary surfaces of the second and second pixels coincide with each other. image sensor arranged in 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 광센싱층의 제 1 화소들이 상기 제 2 광센싱층의 제 2 화소의 일부와 제 3 화소의 일부에 중첩하여 위치하도록, 상기 제 1 광센싱층과 제 2 광센싱층이 서로에 대해 상대적으로 시프트되어 있는 이미지 센서.3. The method of claim 2,
The first light-sensing layer and the second light-sensing layer are disposed on each other so that the first pixels of the first light-sensing layer overlap a part of the second pixel and a part of the third pixel of the second light-sensing layer An image sensor that is shifted relative to 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 광센싱층은, 제 2 화소와 제 3 화소의 순서로 다수의 제 2 화소와 제 3 화소들이 제 1 방향으로 번갈아 배열되어 있는 제 1 화소행, 및 제 3 화소와 제 2 화소의 순서로 다수의 제 3 화소와 제 2 화소들이 제 1 방향으로 번갈아 배열되어 있는 제 2 화소행을 포함하며, 다수의 제 1 화소행과 제 2 화소행들이 제 1 방향에 수직한 제 2 방향으로 번갈아 배열되어 있는 이미지 센서.The method of claim 1,
The second light sensing layer includes a first pixel row in which a plurality of second pixels and third pixels are alternately arranged in a first direction in the order of a second pixel and a third pixel, and a third pixel and a second pixel a second pixel row in which a plurality of third pixels and a plurality of second pixels are alternately arranged in a first direction, wherein the plurality of first pixel rows and the second pixel rows are arranged in a second direction perpendicular to the first direction Alternating array of image sensors. 제 1 항에 있어서,
각각의 색분리 소자는 상기 제 2 화소와 대향하도록 상기 제 2 화소 위로 배치되어 있으며, 제 2 파장 대역의 빛을 상기 색분리 소자의 바로 아래로 진행시키고 제 3 파장 대역의 빛을 상기 색분리 소자의 양측면으로 진행시키도록 구성된 이미지 센서.The method of claim 1,
Each color separation element is disposed above the second pixel to face the second pixel, and transmits light of a second wavelength band directly below the color separation element and transmits light of a third wavelength band to the color separation element image sensor configured to advance to either side of the 삭제delete 제 6 항에 있어서,
각각의 색분리 소자는 제 1 대각선 방향으로 연장된 제 1 아암 및 제 2 대각선 방향으로 연장된 제 2 아암을 포함하는 이미지 센서.7. The method of claim 6,
and each color separation element includes a first arm extending in a first diagonal direction and a second arm extending in a second diagonal direction. 제 1 항에 있어서,
각각의 색분리 소자는 상기 제 3 화소와 대향하도록 상기 제 3 화소 위로 배치되어 있으며, 제 3 파장 대역의 빛을 상기 색분리 소자의 바로 아래로 진행시키고 제 2 파장 대역의 빛을 상기 색분리 소자의 양측면으로 진행시키도록 구성된 이미지 센서.The method of claim 1,
Each color separation element is disposed above the third pixel to face the third pixel, and transmits light of a third wavelength band directly below the color separation element and transmits light of a second wavelength band to the color separation element image sensor configured to advance to either side of the 삭제delete 제 9 항에 있어서,
각각의 색분리 소자는 정사각통, 원통, 원기둥, 육각통, 또는 육각기둥의 형태를 갖도록 구성된 이미지 센서.10. The method of claim 9,
Each color separation element is an image sensor configured to have the shape of a square cylinder, a cylinder, a cylinder, a hexagonal cylinder, or a hexagonal pillar. 제 1 항에 있어서,
각각의 색분리 소자는 상기 제 2 화소와 제 3 화소 사이의 경계면에 대향하여 배치되어 있으며, 제 2 파장 대역의 빛을 상기 색분리 소자의 제 1 측면으로 진행시키고 제 3 파장 대역의 빛을 상기 색분리 소자의 제 1 측면과 반대인 제 2 측면으로 진행시키도록 구성된 이미지 센서.The method of claim 1,
Each of the color separation elements is disposed to face the interface between the second pixel and the third pixel, and propagates the light of the second wavelength band to the first side of the color separation element and transmits the light of the third wavelength band to the first side of the color separation element. An image sensor configured to advance to a second side opposite the first side of the color separation element. 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 화소 위에 배치되어 제 2 파장 대역의 빛만을 투과시키는 제 2 컬러 필터 및 상기 제 3 화소 위에 배치되어 제 3 파장 대역의 빛만을 투과시키는 제 3 컬러 필터를 구비하는 컬러 필터층을 더 포함하는 이미지 센서.The method of claim 1,
a color filter layer including a second color filter disposed on the second pixel to transmit only light of a second wavelength band and a third color filter disposed on the third pixel to transmit only light of a third wavelength band image sensor. 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 광센싱층과 제 2 광센싱층 사이에 배치된 투명 유전체층을 더 포함하며, 상기 색분리 소자는 상기 투명 유전체층 내에 매립되어 고정되는 이미지 센서.The method of claim 1,
and a transparent dielectric layer disposed between the first light sensing layer and the second light sensing layer, wherein the color separation element is embedded and fixed in the transparent dielectric layer. 제 14 항에 있어서,
상기 색분리 소자는 상기 투명 유전체층의 굴절률보다 높은 굴절률을 갖는 재료로 이루어지는 이미지 센서.15. The method of claim 14,
The color separation element is an image sensor made of a material having a refractive index higher than that of the transparent dielectric layer. 제 1 항 내지 제 6 항, 제 8 항, 제 9 항, 제 11 항 내지 제 15 항 중에서 어느 한 항에 따른 이미지 센서를 포함하는 촬상 장치.An imaging device comprising the image sensor according to any one of claims 1 to 6, 8, 9, and 11 to 15.
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